Title
Clostridium sp. KYT-1株による cis-1,2-Dichloroethylene と
Tetrachloroethylene の分解に関する研究( 内容の要旨
(Summary) )
Author(s)
金, 銀淑
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(農学) 甲第461号
Issue Date
2007-09-12
Type
博士論文
Version
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/23468
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。氏 名(本個)籍) 学 位 の 種 類 学 位 記 番 号 学位授与年月 日 学位授与の要件 研究科及び専攻 研究指導を受けた大学 学 位 論 文 題 目 審 査 委 員 会 金 銀 淑 (大韓民国) 博士(農学) 農博甲第461号 平成19年9月12日
学位規則第3条第1項琴当
連合農学研究科 生物資源科学専攻 岐阜大学 C肋融出城血皿Sp.m･1株による Cis･1,2-DichloroethyleneとTetrachloroethyleneの 分解に関する研究 主査 岐阜大学 教 授 高見澤一裕 副査 岐阜大学 教 授 中 村 征 夫 副査 静岡大学 教 授 朴 龍 沫 副査 信州大学 教 授 千 菊 夫 論 文 の 内 容 の 要 旨 テトラクロロエチレン(PCE),トリクロロエチレン(TCE)などの揮発性有機塩素化合物に よる土壌地下水汚染の修復方法としてバイオレメディエーションが応用されている｡PC E汚染サイトでのバイオレメディエーションを行う際の問題の一つはPCEの嫌気的分解 産物であるシス1,2-ジクロロエチレン(dオDCE)の蓄積である｡ 本論文は､新規な嫌気性cig･DCE分解菌の単離と諸性質および本菌とPCE部分分解菌の 組合せによるPCEの脱塩素化に関するものである｡ 嫌気条件下で血DCEの分解能を示す嫌気性微生物を韓国の廃棄物埋立地のスラッジか ら取得し､おDCEを分解する菌株を単離した(ml株)｡EYTl株は長さおよそ2.5∼ 3pmの梓菌であり鞭毛を有してない､グラム陽性､内生胞子を形成する菌であり､半流動 性培地での培養により運動性を持つことが確認された｡C正1,2･DCE分解は菌体の増殖に 伴って起こり､菌体の定常期には由1,2･DCE分解が起こらないことが判明した｡ⅠⅣTl 株によるcL9･DCEの分解は菌体の成長と関係があり､CL9･DCEの分解後､脱塩素化反応の 分解生成物として問題になっているVCやェテンは検出されなかった｡ 次に分解機構を検討した｡(‰β地方比皿Sp.ml株の対数増殖期において塩素化エチレ ンの変換産物の特定がされなかったため､放射性同位体(RI)を用いたPCEの無機化の 確認､塩素イオンの測定､代謝産物の拝発性の確認実験を行い､変換メカニズムの解明に 迫った｡嫌気条件における塩素化エチレン類のCO2への無機化が数例報告されている｡本 菌株においても､PCEがCO2へ酸化的分解されているかどうかを確認するため､グルコー スの分解によって生じるCO2 と区別する方法としてRI(ラジオアイソトープ)を用いた実 験を行ったところ､PCEはCO2には変換されていないことが明らかになった｡また､ー16-cj>DCE､TCE､PCEの脱塩素化率はそれぞれ1.3土0.7､検出限界以下､2.9土0.9(平均±標 準偏差)%と求められた｡ 変換産物はCO2ではなく､その大半は揮発性を有する化合物である｡変換産物の大半が 拝発性を有するにもかかわらず､ガスクロマトグラフを用いた測定で検出されなかった｡ 本菌株は､アセトン･ブタノール発酵をする菌株であり､培養に用いたグルコースの変換 産物と同じ変換産物であった､それらとピークが重なり分離ができなかった､あるいはそ れら以外の何らかの理由により検出が困難であった､などの理由が考えられた｡ 最後に､実験室レベルでの微生物によるPCEの完全脱塩素化を検討した｡嫌気条件化で PCEをおDCEまで分解する伽tzidizLmb伽eかiaDSDPH･1株と､廃棄物埋立地浸出 水スラッジ(蘭芝島(Nanji･do)､韓国)より単離したdよDCE分解菌((:払β比丘ガ打皿Sp.ml 株)の2種類の菌株を用いてPCEの完全脱塩素化を検討した｡その結果､PCE分解菌と ぬDCE分解菌を用いた二段階分解では単独培養より分解率は低かったが､電子供与体(グ ルコース)を供することでPCE分解菌の不完全な分解によって生じるcL9･DCEを連続的 に除去できた｡他方､嫌気性菌の混合培養においてPCEは完全に除去されず初期PCE濃 度の33%が残存した｡しかしながら､PCEの中間代謝産物として問題になっている dオDCEの蓄積はなかった｡ 本研究は､PCE汚染サイトのバイオレメディエーションで残留が問題となっている C料DCE分解菌の新たな単離とその応用に関して論述したもので､対象分解菌ごとの異種 電子供与体の付与によるPCE分解促進を明らかにした｡ 審 査 結 果 の 要 旨 平成19年8月10日(金)に､岐阜大学大学院連合農学研究科において審査員を含む 関連教員､学生の出席のもとで､金銀叔氏の博士論文の公開発表会が行われ､引き続き 質疑応答が行われた｡ 金銀叔氏の博士論文は､新規な嫌気性シス1,2･ジクロロエチレン(おDCE)分解菌の 単離と諸性質および本菌とテトラクロロエチレン(PCE)部分分解菌の組合せによるPCE の脱塩素化に関するものである｡ 嫌気条件下で臆DCEの分解能を示す嫌気性微生物を韓国の廃棄物埋立地のスラッジ から取得し､dよDCEを分解する菌株を単離した(ml株)｡m-1株は長さおよそ 2.5∼3pmの梓菌であり鞭毛を有してない､グラム陽性､内生胞子を形成する菌であり､ 半流動性培地での培養により運動性を持つことが確認された｡ぬ1,2･DCE分解は菌体 の増殖に伴って起こり､菌体の定常期には血1,2･DCE分解が起こらないことが判明し た｡ml株によるぬDCEの分解は菌体の成長と関係があり､臆DCEの分解後､ 脱塩素化反応の分解生成物として問題になっているVCやェテンは検出されなかった｡ ml株はcLs･DCE以外にもDCE異性体及び､TCE,PCE,VC等の各種揮発性有機 塩素化合物に対する分解活性も有することが確認された｡K汀1株は15℃-37℃､ pH5.5-8.5でci9･DCE分解能を示しており､ml株のcj>DCE分解に及ぼす培養条件 として最適温度は30℃､最適pHは7であった｡ 次に､実験室レベルでの微生物によるPCEの完全脱塩素化を検討した｡嫌気条件化で PCEをciiDCEまで分解する(:払sttjdz)LZ2bikzmentaDSDPH･1株と､C鮎sttidtzLL22SP. ml株の2種類の菌株を用いてPCEの完全脱塩素化を検討した｡その結果､PCE分
-17-解菌とd㌻DCE分解菌を用いた二段階分解では単独培養より分解率は低かったが､電子 供与体(グルコース)を供することでPCE分解菌による不完全な分解によって生じる cL>DCEを連続的に除去できた｡他方､混合培養においてPCEは完全に除去されず初 期PCE濃度の33%が残存した｡しかしながら､PCEの中間代謝産物として問題になっ ている dよDCEの蓄積はなかった｡ 本研究は､PCE汚染サイトのバイオレメディエーションで残留が問題となっている おDCE分解菌の新たな単離とその応用に関して論述したもので､対象分解菌ごとの異 種電子供与体の付与によるPCE分解促進を明らかにした｡ 以上について,審査委員全員一致で本論文が岐阜大学大学院連合農学研究科の学位 論文として十分価値あるものと認めた｡ なお､基礎となる学術論文は以下の通りである｡
･Characterization of a newlyisolated cLTl,2-dichloroethylene and aliphatic
COmPOund-degradingbacterium,伽tzidLtmSP.StrainXYTl･Eun･SookKim, IzumiNomura,YukiHasegawa,andKazuhiroTakamizawa,Biotechnologyand BioprocessEnglneenng,11,6,553∼556,2006 ･2種の嫌気性微生物を用いたPCE分解 金 銀淑､高岡 秀充､高見澤一裕､ 環境技術(印刷中)
